CN113379956A - 一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及门禁通信控制技术领域，目的是提供一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，包括下列步骤：在校园局域网下的每个门禁设备处设置盒子服务器驱动门禁设备的开合，根据跨网协议关联至pc端显示器，搭建校园门禁管理地图，在校园门禁管理地图上同步各门禁设备的关联状态，门禁设备获取待通过的人员信息，通过匹配数据库向盒子服务器发送控制指令，通过本协议实现对校园内的门禁开合进行调控，实现校内多源服务器的门禁实时监测。

Description

一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法
技术领域
本发明涉及门禁控制技术领域，具体涉及一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法。
背景技术
目前大部分门禁设备都在内网环境工作，维护工作非常巨大，无法实现远程维护，尤其是校园门门禁设备，生产的厂家各种各样，设备对学生人员分时段管控能力也参差不齐，在内网环境或者没有互联网ip下设备的统一管理很困难。现有技术中，由于各厂家协议不一致，无法通过一个平台整合市面上各个设备厂家的门禁设备，
如果学校同时存在多个厂家的设备下发学生信息就要分别到各自的平台上每个设备做一次数据下发。而且需要在同一网络环境。
因此需要一种新型设备，能够对学校各种门禁设备进行适配和利旧，对多门禁设备统一管理，节约传统的调试时间和流程。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，通过对底层各设备厂家的sdk进行封装屏蔽复杂的底层协议，将进出规则和开门控制权利集中到本设备，实现对学生以及学校其他人员精准管控。
通过以下技术方案来实现的：一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，在校园局域网下的每个门禁设备处设置盒子服务器驱动门禁设备的开合，根据跨网协议关联至pc端显示器，搭建校园门禁管理地图，包括下列步骤：
步骤S1：pc端显示器获取校园内所有门禁设备的地址，其中，地址包括地理坐标和网络地址，每台门禁设备具有唯一的网络地址，相邻设置的多台门禁设备共用相同的地理坐标，并执行步骤S2；
步骤S2：在校园门禁管理地图上同步各门禁设备的关联状态，门禁设备获取待通过的人员信息，通过匹配数据库向盒子服务器发送控制指令，其中，pc端显示器内还包括有管理模型，管理模型包括计算各门禁设备的工作效率，当同一个门禁设备连续出现门禁工作效率低时，执行步骤S3；
步骤S3：盒子服务器存储有门禁设备开合的次数，在同一地理坐标处的多个门禁设备中，标记连续门禁设备开合次数最少的门禁设备为工作效率低，更换该门禁设备的局域网网络地址，直至标记的门禁设备变更，执行步骤S4，若门禁设备仍连续标记，执行步骤S5；
步骤S4：取消该标记，并更新校园门禁管理地图，继续执行步骤S2；
步骤S5：在校园门禁管理地图上突出该地理坐标。
优选的，所述步骤S2中，管理模型还包括计算各门禁设备开合时间，门禁设备开合时间具体为，当门禁设备关联盒子服务器后，在时间阈值内同一网络地址的门禁设备，接收到相同人员信息的次数超过次数标准值，则驱动门禁设备闸机故障报警。
优选的，盒子服务器驱动门禁设备开合的工作原理包括下列步骤：
步骤S31：pc端显示器通过websocket协议向netty服务器发送、接收linux操作指令，netty服务器在对指令进行ssh2协议序列化和ssh2协议反序列化；
步骤S32：局域网服务器通过netty4-tcp越过网络边界连接至netty服务器的netty 双向读取通道，局域网服务器接收到处理后的指令后再次进行ssh2协议序列化和ssh2协议反序列化；
步骤S33：局域网服务器通过JSCH协议连接盒子服务器，盒子服务器向门禁设备上的开关量控制器发送控制指令，实现pc端显示器对门禁设备的开关控制。
优选的，所述步骤S31中，netty服务器中包括有netty4管道，具体有pc端通道处理器、int32协议解码器、protobuf协议解码器、protobuf协议编码器、通道空闲处理器。
优选的，所述步骤S32中，局域网服务器中包括有netty4管道，具体有门禁端通道处理器、protobuf协议解码器、protobuf协议编码器。
优选的，所述步骤S32中，局域网服务器包括有ssh2协议序列化和ssh2协议反序列化，局域网服务器通过JSCH协议转换为byte[]数据，发送到netty4管道。
优选的，盒子服务器为centos7系统，所述步骤S33中，JSCH协议为java源通道。
优选的，所述开关量控制器通过modbus协议驱动门禁设备中闸机开合。
优选的，所述开关量控制器通过modbus协议驱动门禁闸机工作。
优选的，管理模型还包括计算各门禁设备开合时间，门禁设备开合时间具体为，当门禁设备关联盒子服务器后，在时间阈值内同一网络地址的门禁设备接收到人员在校信息的次数超过次数标准值，则驱动门禁设备闸机故障报警。
本发明的有益效果是：
（1）通过直接增加盒子服务器，更改现有闸机门、门禁辊闸等开门方式，相较于传统的刷卡式开门更加精准，可录入人脸信息、指纹等特有标志触发开门，提高校内环境的安全性；
（2）大数据整体调控，避免网络盲区，监控有故障的门禁设备，及时报警和抢修，避免因为门禁系统故障导致人流拥挤，通道堵塞。
附图说明
图 1为本发明的整体系统框图；
图 2为本发明实施例中的开关控制器的工作原理图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
针对校园环境，传统的门禁管理都是通过发放校园卡进行识别，极大可能会被校外人士拾取并进入校园，且校园卡能够到达校内的任何地方，包括宿舍楼、教学楼、食堂等，校园卡无法根据特定的学生进行选择性门禁管控，因此本申请对现有门禁进行改进，作为优选，门禁设备在实施例中假定为闸机，但实际本发明不限于其他能实现闸机功能的门禁设备。
在原有的门禁系统上，加装盒子服务器，这里是指具有预存有netty双向通信协议的硬件，通过RS485协议连接有门禁的开关量控制器上，盒子服务器连接有校园的局域网内，通过pc端显示器进行控制指令的发放，
值得说明的是，步骤S31：pc端显示器通过websocket协议向netty服务器发送、接收linux操作指令，netty服务器在对指令进行ssh2协议序列化和ssh2协议反序列化；
步骤S32：局域网服务器通过netty4-tcp越过网络边界连接至netty服务器的netty 双向读取通道，局域网服务器接收到处理后的指令后再次进行ssh2协议序列化和ssh2协议反序列化；
步骤S33：局域网服务器通过JSCH协议连接盒子服务器，盒子服务器向门禁设备上的开关量控制器发送控制指令，实现pc端显示器对门禁设备的开关控制。
值得说明的是，大部分门禁设备 都在内网环境工作，维护工作非常巨大，无法实现远程维护，本设备整合JSCH协议(具体为java resource channel) 和netty4 管道（即netty 双向读取通道），将JSCH实现的应用层ssh2协议，和netty4实现的传输链路层协议（nat）功能，完美的整合在一起，从而实现对内网设备的远程交互和维护。
值得说明的是，本设备基于linux contos系统，集成 springboot（技术框架）,netty4（ NIO通信框架）,JNA（Java Native Access）,modbus（消息总线协议）,camel （ETL框架）,JSCH （ ssh2协议）,google protobuf（数据传输格式和规范）,h2（本地文件数据库）等技术。打造的一个智能门禁控制终端。
单个的上述协议均为本领域技术人员熟知，但上述所有的网络协议的综合运用以及换算是本发明的发明点之一。
值得说明的是，有软件部分和硬件部分构成，硬件包括盒子服务器本身centos7系统，以及开关量控制器设备通过RS485消息协议连接。软件部分完成功能：基于springboot+netty4框架，对门禁设备进行系统管理监控，以及数据计算处理，断点续传和数据的下发功能。
值得说明的是，请参照图2，现有的门禁由于购买的厂家、批次、型号等原因，导致协议也存在差异，传统的耦合方式，是通过在校园卡内配置不同门禁设备的协议，使得校园卡可以开启多种门禁设备，但需要频繁刷磁更新校园卡，若门禁设备是采用的刷脸模式开合，则需要在局域网中，将图像信息更新至不同协议的门禁设备，而本申请则通过互联网的统一管控，实现跨网式调控，即使A厂家门禁设备和B厂家门禁设备协议不同，通过加设盒子服务器，使得pc端显示器同一进行门禁的开合调配，pc端显示器可为、校园的总服务器连接的电脑等，本申请包括但不限于开发适配的网页端，便于管理校园的门禁设备。
目的包括但不限于以下几点：
1：控制软件成本：目前市面上各厂家门禁设备价格居高不下，每个门禁设备都有自带的 闸机控制和人脸识别功能，集成本设备后可以 可复用闸机控制功能，只购买设备厂家门禁设备的 人脸识别功能，不购买闸机控制功能，大大采购厂家设备的价格；减少运维成本，通过盒子服务器运维人员可以不用到达现场对门禁设备进行维护，更新升级，在远程即可实现对门禁设备以及盒子服务器的升级维护工作。
2：易用性:运维人员不用熟悉各个厂家的设备对人脸数据的管理，简单的从盒子服务器端进行配置即可，底层适配由盒子服务器去完成。
3:本设备具有通用性：适应市面上大部分主流厂家门禁控制设备，对其进行统一管理，统一业务处理。也可以对已有厂家门禁设备进行利旧，避免造成废旧电子设备的污染。
值得说明的是，下列是本实施例基于本申请中对局域网服务器通过JSCH协议向门禁控制服务终端发送、接收控制指令的具体调试过程，并附上对应的解释。
实施例2：
为了进一步实现对校内学生实现一人一策略的精准管控，包括师生、员工的管控，通过采集的面部信息进行匹配，校内的场所均采用本实施例1中的门禁管理办法，门禁设备同步准入人员的面部信息，仅允许符合要求的人员通过闸机，比如女生宿舍楼仅允许该校女生和老师进入，且在上午8点到下午8点之间允许老师进入，当超过时间，老师及时通过在门禁设备处进行面部识别，pc端显示器也不会下发打开指令，门禁始终关闭，通过具体场所具体时间和具体人员的管控打造智能安全化校园环境。
在校园局域网下的每个门禁设备处设置盒子服务器驱动门禁设备的开合，根据跨网协议关联至pc端显示器，搭建校园门禁管理地图，包括下列步骤：
步骤S1：pc端显示器获取校园内所有门禁设备的地址，其中，地址包括地理坐标和网络地址，每台门禁设备具有唯一的网络地址，相邻设置的多台门禁设备共用相同的地理坐标，并执行步骤S2；
值得说明的是，假设门禁设备均是常规的闸机门，对于同一个地方设置的多个门禁闸机，如教学楼正门的3个并排闸机，它们的地理坐标肯定是相同的，这里可以采用通用的GPS等现有定位技术，每个闸机配备有一个网络ip，特定的联网使得闸机得到同一的管控，能够识别人脸接收指令开关闸机。
步骤S2：在校园门禁管理地图上同步各门禁设备的关联状态，门禁设备获取待通过的人员信息，通过匹配数据库向盒子服务器发送控制指令，其中，pc端显示器内还包括有管理模型，管理模型包括计算各门禁设备的工作效率，当同一个门禁设备连续出现门禁工作效率低时，执行步骤S3；
值得说明的是，人员信息包括在校人员的人脸信息、指纹信息等，当外来人员进入校园时，可再进行录像并开放指定区域内的门禁设备进入权限，例如外来交流的男性老师，不会开放女生宿舍楼的门禁设备的进入权限，因为pc端显示器的统一管理，校园的整体管控更加简便、全面。
步骤S3：盒子服务器存储有门禁设备开合的次数，在同一地理坐标处的多个门禁设备中，标记连续门禁设备开合次数最少的门禁设备为工作效率低，更换该门禁设备的局域网网络地址，直至标记的门禁设备变更，执行步骤S4，若门禁设备仍连续标记，执行步骤S5；
值得说明的是，校园环境节奏统一，白天上课，晚上自习，作息规律，弊端也很明显，校园内人流量经常聚集在特定的时段和特定的地点，例如中午12点左右的食堂、早上8点教学楼，早上7点宿舍楼，有了统一化管理的门禁系统后，可以远程进行统一调控，及时更换或者维修工作效率低的闸机，避免造成踩踏，及时疏散人流，特殊情况下，pc端显示器可以指定开启闸机单元。
步骤S4：取消该标记，并更新校园门禁管理地图，继续执行步骤S2；
值得说明的是，为了避免人为误差导致错误的闸机工效率判断，当闸机不连续2次以上被标记为工作效率低，则取消该标记，不作为重点关注设备，或者剔除报修名单。
步骤S5：在校园门禁管理地图上突出该地理坐标。
包括计算各门禁设备开合时间，门禁设备开合时间具体为，当门禁设备关联盒子服务器后，在时间阈值内同一网络地址的门禁设备接收到人员在校信息的次数超过次数标准值，则驱动门禁设备闸机故障报警。
值得说明的是，每一台闸机均配置有局域网中的一个地址ip才能实现人脸的匹配，当人流量堵塞时，存在多台并列的闸机设备中的具体某一台闸机故障导致的学生刷脸多次闸机仍然不开启，导致多次捕捉人员信息发送至pc端显示器的这一情况的发生，修理人员可针对该情况进行实际的维修，排查故障原因。
管理模型还包括监测门禁通信网络状态，门禁通信网络状态判断方法具体为：当pc端显示器在时间阈值内接收到统一地理坐标门禁设备发送的人员信息的次数超过次数标准值，标记该地理坐标通信网络受阻，则重启该地理坐标的门禁设备并执行如上述的基于双向通信协议的门禁管理方法，直至通信网络受阻标记取消。
值得说明的是，当发现同一个地理坐标，即多台闸机均接收到连续的相同人员信息，说明该网络存在延迟，盒子服务器将捕捉到的人脸信息通过局域网发送至pc端显示器时，pc端显示器通过双向通信协议发送的控制指令无法在第一时间启动闸机打开，可以选择重启该地理坐标的左右闸机系统，进行每台闸机的网络ip的重新配置，进而重新刷新该处的网络，得到新的网络速度，避免延迟导致的人流拥挤。
值得说明的是，计算各门禁设备开合时间和门禁通信网络状态中，时间阈值和次数标准值均可以进行预存，计算各门禁设备开合时间中的时间阈值和门禁通信网络状态中的时间阈值可以相同，也可以不同，根据具体校园环境管控需求可进行调整，计算各门禁设备开合时间中的次数标准值和门禁通信网络状态中的次数标准值可以相同，也可以不相同，根据具体校园环境管控需求可进行调整。
值得说明的是，由于加装盒子服务器的数量过多，至少每个地理坐标的门禁设备需要一个盒子服务器，但每个闸机匹配有一个开关量控制器，因此，持续对门禁设备进行监控，及时筛选更换故障、损坏的闸机单元。
综上所述，通过本实施例中的门禁设备管理系统，直接加装在现有门禁设备上，实现对学生的一人一策略的精准管控，实现跨网络的硬件控制，低成本，高利用率，结合大数据信息匹配，营造安全智能的校园环境。

Claims (8)

1.一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，其特征在于，在校园局域网下的每个门禁设备处设置盒子服务器驱动门禁设备的开合，根据跨网协议关联至pc端显示器，搭建校园门禁管理地图，包括下列步骤：
步骤S1：pc端显示器获取校园内所有门禁设备的地址，其中，地址包括地理坐标和网络地址，每台门禁设备具有唯一的网络地址，相邻设置的多台门禁设备共用相同的地理坐标，并执行步骤S2；
步骤S2：在校园门禁管理地图上同步各门禁设备的关联状态，门禁设备获取待通过的人员信息，通过匹配数据库向盒子服务器发送控制指令，其中，pc端显示器内还包括有管理模型，管理模型包括计算各门禁设备的工作效率，当同一个门禁设备连续出现门禁工作效率低时，执行步骤S3；
步骤S3：盒子服务器存储有门禁设备开合的次数，在同一地理坐标处的多个门禁设备中，标记连续门禁设备开合次数最少的门禁设备为工作效率低，更换该门禁设备的局域网网络地址，直至标记的门禁设备变更，执行步骤S4，若门禁设备仍连续标记，执行步骤S5；
步骤S4：取消该标记，并更新校园门禁管理地图，继续执行步骤S2；
步骤S5：在校园门禁管理地图上突出该地理坐标。
2.根据权利要求1所述的一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，其特征在于，所述步骤S2中，管理模型还包括计算各门禁设备开合时间，门禁设备开合时间具体为，当门禁设备关联盒子服务器后，在时间阈值内同一网络地址的门禁设备，接收到相同人员信息的次数超过次数标准值，则驱动门禁设备故障报警。
3.根据权利要求1所述的一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，其特征在于，盒子服务器驱动门禁设备开合的工作原理包括下列步骤：
步骤S31：pc端显示器通过websocket协议向netty服务器发送、接收linux操作指令，netty服务器在对指令进行ssh2协议序列化和ssh2协议反序列化；
步骤S32：局域网服务器通过netty4-tcp越过网络边界连接至netty服务器的netty 双向读取通道，局域网服务器接收到处理后的指令后再次进行ssh2协议序列化和ssh2协议反序列化；
步骤S33：局域网服务器通过JSCH协议连接盒子服务器，盒子服务器向门禁设备上的开关量控制器发送控制指令，实现pc端显示器对门禁设备的开关控制。
4.根据权利要求3所述的一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，其特征在于，所述步骤S31中，netty服务器中包括有netty4管道，具体有pc端通道处理器、int32协议解码器、protobuf协议解码器、protobuf协议编码器、通道空闲处理器。
5.根据权利要求3所述的一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，其特征在于，所述步骤S32中，局域网服务器中包括有netty4管道，具体有门禁端通道处理器、protobuf协议解码器、protobuf协议编码器。
6.根据权利要求3所述的一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，其特征在于，所述步骤S32中，局域网服务器包括有ssh2协议序列化和ssh2协议反序列化，局域网服务器通过JSCH协议转换为byte[]数据，发送到netty4管道。
7.根据权利要求3所述的一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，其特征在于，盒子服务器为centos7系统，所述步骤S33中，JSCH协议为java源通道。
8.根据权利要求3所述的一种应用于校园门禁的netty4管道跨网协议的通信方法，其特征在于，所述开关量控制器通过modbus协议驱动门禁设备开合，门禁设备为闸机设备。
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